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Endotheliale Dysfunktion

Bei einige Erkrankungen wie Prädiabetes und Diabetes weisen die Gefäße eine gestörte endothelabhängige Vasodilatation und eine verminderte Bioverfügbarkeit von Stickoxiden (NO) auf. Dies bezeichnet man als mikrovaskuläre Dysfunktion oder endotheliale Dysfunktion. Es gibt immer mehr Belege dafür, dass endotheliale Dysfunktion mit kardiovaskulären Ereignissen zusammenhängt: Sie kann ein Anzeichen für einen Schlaganfall oder Herzanfall oder für bestehendes Diabetesrisiko sein. Die Endothelfunktion lässt sich anhand von Tests untersuchen, die eine endothelabhängige und/oder -unabhängige Gefäßerweiterung hervorrufen. Zu derartigen Tests gehören Tests auf post-okklusive reaktive Hyperämie (PORH), lokale Erwärmung (thermischer Reiz) und Iontophorese.

Endotheliale Dysfunktion

Quelle: Stijn A.I. Ghesquiere, University of Maastricht

Es gibt immer mehr Belege dafür, dass mikrovaskuläre Dysfunktion mit kardiovaskulären Ereignissen zusammenhängt: Sie kann ein Anzeichen für einen Schlaganfall oder Herzanfall sein. Die Endothelfunktion lässt sich anhand von Tests untersuchen, die eine endothelabhängige und/oder -unabhängige Gefäßerweiterung hervorrufen. Zu derartigen Tests gehören Tests auf post-okklusive reaktive Hyperämie (PORH), lokale Erwärmung (thermischer Reiz) und Iontophorese.

Post-okklusive reaktive Hyperämie (PORH)

Die vaskuläre Funktion lässt sich anhand der Reaktion auf reaktive Hyperämie beurteilen. Bei reaktiver Hyperämie nimmt der Blutfluss zu, da eine vorübergehende Verengung einer Arterie vorliegt, was zu einem Sauerstoffdefizit führt. Patienten mit einer gestörten Endothelfunktion zeigen eine andere Reaktion als die gesunde Kontrollgruppe. Für den Test wird eine Arterienverengung herbeigeführt, normalerweise indem für mehrere Minuten eine Blutdruckmanschette angelegt wird. Nach der Verengung wird der Druck plötzlich abgelassen, was dazu führt, dass viel Blut auf einmal in den zuvor unzugänglichen Bereich fließt. Die Perfusion wird vor, während und nach der Gefäßverengung gemessen. Im Zusammenhang mit dem Ausmaß der Perfusion und der für die Veränderung nötigen Zeit gibt es mehrere Parameter, die Informationen zur Gefäßgesundheit des Patienten bereithalten.

Endotheliale Dysfunktion - PORH

Post-okklusive reaktive Hyperämie

Die Perfusion lässt sich mit einer Laser-Doppler-Sonde oder einem Laser-Speckle-Kontrastbildgeber messen.

Hier erfahren Sie mehr über PORH


Thermischer Reiz/Wärmereiz

Die lokale Erwärmung der Haut kann an dieser Stelle die maximale Gefäßerweiterung auslösen. Bei gesunden Menschen folgt die Reaktion auf thermische Hyperämie einem vorhersagbaren Muster. Dieses Muster sieht wie folgt aus: ein erster deutlicher Anstieg der Hautblutperfusion, der auch die sensorischen (afferenten) Nerven anspricht, dann ein zweiter Anstieg und eine Stabilisierung aufgrund der Freisetzung von NO.

Hier erfahren Sie mehr über Wärmereize.

SPP - Endotheliale Dysfunktion

Thermischer Reiz

Die Perfusion lässt sich mit einer Laser-Doppler-Sonde oder einem Laser-Speckle-Kontrastbildgeber messen.

Die Wärmesteuerung ist möglich mit einem PeriFlux System 6000 mit einer Wärmesteuereinheit und einer erwärmbaren Laser-Doppler-Sonde oder einer transparenten, mit Wasser gefüllten Wärmesonde für den Bildgeber.


Iontophorese

Iontophorese ist eine Technik, mit der man geladene Moleküle oder Medikamente durch eine Gewebebarriere transportieren kann. In Kombination mit der Laser-Doppler- oder der Laser-Speckle-Technik erweist sich Iontophorese als hilfreich bei der Diagnose und weiteren Untersuchung von endothelialer Dysfunktion.

Iontophoresis illustration

Iontophorese

Die Perfusion lässt sich mit einem Laser-Doppler-System messen, das über eine spezielle zuführende Elektrode mit integrierter Laser-Doppler-Sonde verfügt, oder mit einem Laser-Speckle-Kontrastbildgeber, der über eine transparente zuführende Elektrode verfügt.

Hier erfahren Sie mehr über Iontophorese

Referenzen:

  1. Binggeli C. et al. Statins enhance postischemic hyperemia in the skin circulation of hypercholesterolemic patients. J Amer Collage of Card 2003 42; 1:71-77
  2. Ruano J. et al. Phenolic content of virgin olive oil improves ischemic reactive hyperemia in hypercholesterolemic patients. J Amer Collage of Card 2005 46; 10:1864-1868
  3. Roustit M. et al, Excellent reproducibility of laser speckle contrast imaging to assess skin microvascular reactivity. Microvascular Research, 2010
  4. Ann Humeau-Heurtier et al. Excellent inter- and intra-observer reproducibility of microvascular tests using laser speckle contrast imaging, Clinical Hemorheology and Microcirculation, 2013
  5. Roustit et al, Assessment of endothelial and neurovascular function in human skin microcirculation, Trends in Pharmacological Sciences, 2013, 34(7):373-84
  6. Kellogg D.L. Jr. In vivo mechanisms of cutaneous vasodilation and vasoconstriction in humans during thermoregulatory challenges. J Appl Physiol 2006;100:1709-1718.
  7. Gooding K.M. et al, Maximum Skin Hyperaemia Induced by Local Heating: Possible Mechanism. J Vasc Res 2006;43:270-277
  8. Minson C.T. et al, Nitric oxide and neurally mediated regulation of skin blood flow during local heating. J Appl Physiol 2001 91:1619-1626
  9. Minson C.T. et al, Thermal provocation to evaluate microvascular reactivity in human skin. J Appl Physiol 2010 109:1239-1246
  10. Blaauw J. et al. Abnormal endothelium-dependent microvascular reactivity in recently preeclamptic women. Amer Coll of Obstetricians and Gynecologists, 2005, 105; 3:626-632
  11. Durand S. et al. Prostaglandins participate in the late phase of the vascular response to acetylcholine iontophoresis in humans. J Physiol, 2004, 811-819

Fallbeispiel:

Die Mikrozirkulation bei Adipositas und Diabetes Typ 2

Dr. Alfons J.H.M. Houben, Abteilung für Innere Medizin, Maastricht University Medical Center+ und School for Cardiovascular Diseases (CARIM), Maastricht, Niederlande

Seit vielen Jahren liegt der Schwerpunkt meiner Forschungsarbeit auf mikrovaskulärer Dysfunktion (MVD) sowohl als Ursache als auch als Folge von (kardio-)metabolischen Erkrankungen (unsere Arbeitshypothese finden Sie unter 1). Eine wichtige Funktion der Mikrozirkulation besteht darin, alle Gewebe mit Sauerstoff/Nährstoffen zu versorgen und Abfallprodukte zu entfernen. Zu einem normalen Stoffwechsel gehört auch die Versorgung der Skelettmuskeln mit Glukose, die nach einer Mahlzeit im Bauch aufgenommen wird. In den Muskeln wird die Glukose als Glykogen gespeichert.

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